卢肖勇 张小章† 张志忠

1)(清华大学工程物理系,北京 100084)

2)(核工业理化工程研究院,天津 300180)

吸收谱线Doppler展宽对原子多步光电离的影响

卢肖勇1)张小章1)†张志忠2)

1)(清华大学工程物理系,北京 100084)

2)(核工业理化工程研究院,天津 300180)

原子法激光同位素分离的核心之一是如何高效地将原子激发电离.本文从原子法激光同位素分离的实际情况出发,研究了原子吸收谱线的Doppler展宽对原子电离率的影响.研究中使用的理论工具是原子激发电离的密度矩阵方程,并利用数值计算方法对方程进行求解.研究结果表明:当吸收谱线有Doppler展宽时,在激光参数不变的条件下原子电离率会降低;且当激光功率固定时,存在使原子电离率为最大的线宽值.这与已发表文献中无Doppler展宽时的计算结果有很大不同.为了追求最佳的原子电离效果,在原子法激光同位素分离系统中激光应该尽可能地工作在最佳线宽条件下.如果激光线宽有不可控的随机波动,在技术上让激光线宽略大于最佳线宽更为有利.无论如何控制激光线宽,尽可能地降低原子吸收谱线的Doppler展宽都有利于原子电离率的提高.

Doppler展宽,激光线宽,Rabi频率,电离率

1 引 言

原子多步光电离是原子蒸汽激光同位素分离(atom vapor laser isotope separation,AVLIS)中关键的一步,由于涉及目标同位素原子的提取率和分离选择性,国内外许多学者对此进行了理论［1−9］和实验研究［10−14］.在已有的理论研究中,原子通常被认为处于静止状态,即不考虑原子在激光传播方向……